Programma preventivo di Elettronica per la classe terza

PIANO DI LAVORO DEI
DOCENTI
MOD 08
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Docente:
Materia insegnamento:
ELETTRONICA GENERALE
Dipartimento:
ELETTRONICA
ETR
Classe
Anno scolastico:
1 Livello di partenza (test di ingresso, livelli rilevati)
Il corso richiede conoscenze di matematica e fisica normalmente acquisite nel biennio. In
particolare costituiscono prerequisiti fondamentali: calcolo numerico e letterale; notazione
scientifica; equazioni di primo grado;grandezze fisiche, multipli e sottomultipli.
2 Attività di recupero e di sostegno che si intendono attivare
Recupero in itinere. Prove di recupero scritte e orali a seguito di prove ufficiali. Eventuale
apertura di sportelli pomeridiani.
3 Obiettivi di apprendimento
Il corso si propone di fornire gli strumenti fondamentali per la comprensione dell’elettronica
digitale e per la progettazione di circuiti digitali. In questo ambito, dopo una rapida illustrazione
di alcuni principi irrinunciabili di elettrotecnica e di conoscenza dei segnali, vengono affrontate
le seguenti tematiche: operatori logici e algebra di Boole; circuiti combinatori e sequenziali;
caratteristiche, struttura e utilizzo dei principali circuiti integrati digitali presenti in commercio;
principali tecnologie (TTL, CMOS) utilizzate per la realizzazione degli IC. Le conoscenze
apprese saranno approfondire e rafforzate tramite la realizzazione e l’analisi strumentale di
semplici circuiti.
4 Contenuti
Modulo n.1
Titolo: Segnali e strumenti
Unità didattica n.1.1
Titolo: I segnali.
Ore totali
6 (2)
Mod. 08 Rev.0
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DOCENTI
Unità didattica n.1.2
MOD 08
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Titolo: Strumentazione di laboratorio
Competenze fine modulo:
Classificazione dei segnali. Segnali periodici. Calcolo del valor medio e valore efficace. Il
generatore di funzioni, l’oscilloscopio, l’alimentatore stabilizzato, il multimetro digitale.
Modulo n.2
Titolo: Principi di elettrotecnica
Unità didattica n.1.1
Titolo: Resistori
Unità didattica n.1.2
Titolo: Condensatori
Ore totali
10 (4)
Competenze fine modulo:
Bipoli e loro classificazione. Il resistore e la legge di Ohm. Collegamento serie e parallelo di
resistori e formule di riduzione. Partitore di tensione e corrente. Potenza dissipata su un resistore.
Il condensatore: legge fondamentale, collegamento serie e parallelo. Transitori di carica e scarica
di circuiti RC.
Modulo n.3
Titolo: Algebra di Boole e sintesi di reti logiche
Unità didattica n.1.1
Titolo:operatori logici
fondamentali
Unità didattica n.1.2
Titolo:operatori logici
derivati
Unità didattica n.1.3
Titolo:mintermini e
maxtermini
Unità didattica n.1.4
Mappe di Karnaugh
Ore totali
18 (6)
Competenze fine modulo:
Concetto di operatore. Operatori unari e binari. Gli operatori logici fondamentali NOT, AND,
OR: tabelle di verità. Proprietà degli operatori logici: assorbimento, De Morgan, ecc. Operatori
logici derivati: NAND, NOR, XOR. Semplificazione di espressioni logiche. Realizzazione degli
operatori logici fondamentali con sole porte NAND o NOR. Sintesi di reti logiche: prima forma
canonica e metodo dei mintermini; seconda forma canonica e metodo dei maxtermini. Sintesi
con mappe di Karnaugh con 3, 4 e più ingressi.
Mod. 08 Rev.0
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Modulo n.4
MOD 08
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Titolo: Famiglie logiche
Ore totali
Unità didattica n.1.1
Titolo: TTL
Unità didattica n.1.2
Titolo:CMOS
8 (2)
Competenze fine modulo:
Il transistor bipolare e il mosfet: caratteristiche salienti nell’uso nell’elettronica digitale. La
famiglia TTL: caratteristiche salienti; principali parametri; sottofamiglie e relative particolarità.
Calcolo del fan – out.
La famiglia CMOS: caratteristiche; vantaggi e svantaggi nei confronti del TTL. Le uscite three –
state e open collector. Simbologia standard ANSI per i circuiti integrati.
Tecnologia di realizzazione dei circuiti integrati; scale di integrazione
Modulo n.5
Titolo: Circuiti combinatori integrati
Unità didattica n.1.1
Titolo: MUX DEMUX
Unità didattica n.1.2
Titolo: Encoder decoder
Unità didattica n.1.3
Titolo: half adder –
full adder
Ore totali
16 (6)
Competenze fine modulo:
Multiplexer e demultiplexer; realizzazione di funzioni combinatorie con l’uso di multiplexer.
Encoder e decoder; encoder da decimale a BCD; decoder / driver per display a 7 segmenti. I
display alfanumerici: generalità; display a 7 segmenti ad anodo e catodo comune; calcolo delle
resistenze limitatrici.
Half adder e full adder; ALU.
Sintesi di reti logiche con integrati MSI
Modulo n.6
Titolo: Circuiti sequenziali
Unità didattica n.1.1
Titolo: latch
Unità didattica n.1.2
Titolo:Flip Flop
Unità didattica n.1.3
Titolo: contatori
asincroni
Ore totali
26 (8)
Mod. 08 Rev.0
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Unità didattica n.1.4
MOD 08
Pag. 4 di 5
Titolo: contatori
sincroni
Competenze fine modulo:
Differenze tra logica sequenziale e logica combinatoria; esempi di problematiche che richiedono
l’utilizzo di logiche sequenziali. Latch S-R con porte NOR e NAND; ingressi attivi alti e bassi;
latch con enable; latch D.
Circuiti sequenziali temporizzati: il Flip – Flop. Flip - Flop SR e JK edge – triggered e level
triggered; sincronizzazione con i fronti di salita o di discesa del clock.
Il FF in configurazione toggle e i contatori asincroni
progetto di contatori in modulo 2n e in modulo qualsiasi.
Contatori sincroni.
Sintesi di contatori sincroni
Modulo n.7
Titolo: registri
Ore totali
Unità didattica n.1.1
Titolo: registri
Unità didattica n.1.2
Titolo: comunicazione
seriale e parallela
6 (2)
Competenze fine modulo:
Registri: registri a scorrimento; registri SIPO e PISO.
Comunicazione seriale e parallela.
5 Strumenti di lavoro
Lezione frontale con l’ausilio della lavagna e del videoproiettore. Software di simulazione
circuitale su PC. Pannelli per montaggio di circuiti sperimentali. Strumenti di misura
(multimetro, oscilloscopio).
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MOD 08
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6 Laboratorio
1. Il generatore di funzioni, l’oscilloscopio, l’alimentatore stabilizzato, il multimetro
digitale.
2. uso degli stumenti, misurazioni su Resistenze
3. carica condensatore
4. tabelle di verità delle porte logiche
5. misurazione parametri famiglie logiche
6. rete logica con multiplexer
7. rete con f.a. e decoder
8. rete con f.a. e decoder
9. circuito con FF
10. contatore asincrono
11. contatore asincrono
12. contatore sincrono
13. registro
7 Attività di recupero e approfondimento
Recupero in itinere. Prove scritte e orali a seguito di prove ufficiali. Eventuale apertura di
sportelli pomeridiani.
8 Verifiche e valutazioni
Saranno effettuate verifiche orali e scritte. I colloqui orali saranno orientati principalmente alla
verifica della qualità e dell’efficacia del metodo di studio, del livello di apprendimento degli
aspetti teorici, della capacità di sintesi e di esposizione. Le verifiche scritte avranno lo scopo di
determinare la padronanza degli strumenti e delle metodologie, la capacità di affrontare e
risolvere problemi, l’autonomia di progettazione. I criteri di valutazione sono stati stabiliti in
sede di riunione per materie.
Data:
Firma
Mod. 08 Rev.0